Le Dr Kaixi Jiang, responsable scientifique de la société minière Zijin Mining s'est récemment vu décerner la médaille d'or James Douglas 2026 par l'American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers (AIME). Premier chercheur chinois à recevoir cette distinction, le Dr Jiang a été salué pour ses contributions créatives en lien avec l'innovation technologique, les activités industrielles et l'éducation dans le domaine de l'extraction des métaux non ferreux.

Le prix, créé en 1922 et baptisé en hommage à James Douglas, pionnier de l'exploitation minière et de la métallurgie du XIXe siècle, est considéré par beaucoup comme la plus haute distinction internationale dans le domaine de l'extraction de métaux non ferreux. La liste des lauréats reflète un siècle d'histoire de l'évolution technique de cette discipline à travers le monde.

En parallèle, la division Extraction et transformation (EPD) de la Minerals, Metals & Materials Society (TMS), membre de AIME, a érigé le Dr Jiang au titre d'éminent conférencier EPD. En plus d'honorer les 48 ans de sa carrière de chercheur, ces deux distinctions témoignent également de la reconnaissance dont jouissent dans le monde les approches et technologies chinoises en matière d'extraction de métaux à partir de matériaux complexes.

« L'honneur ne me revient pas à moi seul, a déclaré le Dr Jiang. Il revient aux nombreux scientifiques chinois qui ont perpétuellement poussé l'innovation dans le domaine de l'extraction de métaux non ferreux. Je suis simplement l'un d'entre eux. » 

Tout en reconnaissant auprès de son équipe être sincèrement encouragé par les prix, il a souligné que « cela signifie que la voie que nous avons choisie bénéficie désormais d'une reconnaissance internationale, et que notre travail représente une contribution de la Chine à la métallurgie des métaux non ferreux, à l'échelle mondiale ».

Théorie minimaliste pour une extraction maximale des ressources

Le parcours du Dr Jiang dans la métallurgie commence en 1978, lorsqu'il s'inscrit à ce qui s'appelle alors le Northeastern Institute of Technology (aujourd'hui, la Northeastern University). Il est alors âgé de 15 ans et choisit comme spécialité la fusion des métaux lourds. À l'issue de ses études de troisième cycle, il rejoint l'Institut général de recherche minière et métallurgique de Pékin en tant que chercheur. En 1990, il obtient un doctorat à l'Université RWTH d'Aix-la-Chapelle, en Allemagne, puis retourne en Chine en 1995 pour y poursuivre ses recherches.

Au fil de plus de vingt ans d'études et de recherches, il acquiert une solide compréhension des théories tout en développant une vision systématique des frontières mondiales de la métallurgie des métaux non ferreux. Tout au long de cette période, une question lui reste à l'esprit : est-il possible de transformer de fond en comble l'industrie métallurgique non ferreuse de la Chine, caractérisée à l'époque par un taux moyen d'extraction des ressources d'environ 35 % seulement, au prix d'une consommation d'énergie et d'une pollution élevées ?

Le tournant a lieu en 1996, lorsqu'il remanie un procédé importé de transformation des gâteaux issus de filtration de l'arsenic dans la première fonderie de cuivre éclair moderne de Chine, dans la province du Jiangxi. Dans les années 1980, une fonderie chinoise se procure les technologies et l'équipement de pointe déjà utilisés par une fonderie japonaise, notamment un processus complexe et coûteux qui consiste à fondre des cathodes de cuivre pour obtenir de la poudre de cuivre, les convertir en sulfate de cuivre, puis l'utilise pour précipiter le sulfure d'arsenic. Viennent ensuite l'oxydation à l'air et la réduction du dioxyde de soufre, etc.

Le processus avait fonctionné au Japon parce qu'une raffinerie de nickel voisine avait fourni une poudre de cuivre contenant des impuretés. Ne bénéficiant pas de cette source, la fonderie du Jiangxi se contentait de fondre des cathodes de cuivre de haute qualité pour en tirer de la poudre et du sulfate de cuivre.

Tombé sur ce processus fin 1996, alors qu'il travaille sur la qualité des cathodes de cuivre, le Dr Jiang développe une méfiance croissante à son égard.

Se demandant comment un tel processus avait pu être utilisé pendant plus d'une décennie sans être remis en question, le Dr Jiang se plonge dans la littérature scientifique chinoise et étrangère et répète encore et encore les étapes de réaction. Il formule une nouvelle solution : éliminer la poudre de cuivre et le sulfate de cuivre, utiliser de l'oxygène sous pression pour oxyder l'arsenic directement à l'état pentavalent, puis le réduire en utilisant du dioxyde de soufre pour faire cristalliser directement le trioxyde d'arsenic. Après deux années d'expérimentation, eurêka.

Il présente ses résultats à l'occasion du 3e symposium international d'hydrométallurgie de Kunming, en 1998. Après près d'une décennie de perfectionnement et de déploiement industriel, la « technologie de lixiviation sous pression des gâteaux issus de la filtration de l'arsenic » devient le principal processus utilisé en Chine pour la transformation des déchets contenant de l'arsenic issus de la fusion du cuivre. La technologie s'arroge la deuxième place au Concours national des inventions technologiques de Chine. Plus important encore, elle catalyse l'émergence d'un nouveau cadre conceptuel.

« J'ai réfléchi à notre but réel, a déclaré Jiang Kaixi. En substance, cela tient en quelques mots : faire un travail utile plutôt qu'un travail inutile. »

Autour de l'an 2000, le Dr Jiang distille sa pensée dans ce qu'il appelle le « principe des réactions chimiques minimales ». Le concept est aussi clair que simple : dans l'extraction des métaux, il faut chercher à maximiser les réactions chimiques nécessaires tout en réduisant les réactions secondaires inutiles ou nocives ainsi que la taille des équipements, tout en limitant autant que possible la consommation de matières auxiliaires et d'énergie et la production de déchets, de manière à obtenir des processus à la fois respectueux de l'environnement, efficaces et peu coûteux.

Une fois le principe énoncé, une série de technologies ont suivi. Le Dr Jiang prend la tête du développement de la lixiviation sous pression contrôlable et devient pionnier d'un processus destiné à l'extraction simultanée du zinc, du gallium et du germanium. Son équipe invente également de nombreux procédés écologiques à haute efficacité, notamment la lixiviation inverse de la latérite et la transformation hydrométallurgique des concentrés complexes de molybdène. Parmi ces procédés, la technologie de lixiviation sous pression des concentrés de zinc permet de maintenir inactive la pyrite, minéral indésirable, réduisant ainsi de plus de 70 % la génération de résidus tout en permettant la récupération de pyrite à partir du résidu de la lixiviation.

Dans le cas des minerais oxydés complexes, il propose une approche intégrée : appliquer la transformation des minéraux chaque fois que cela est possible, utiliser le traitement métallurgique le cas échéant, et veiller à ce que les procédés d'enrichissement et métallurgiques soient complémentaires. Partant de ce concept, il développe de nouvelles technologies combinées d'enrichissement et de fusion pour les oxydes complexes, utilisées dans plusieurs exploitations minières et métallurgiques de grande envergure.

Pour les oxydes de cuivre réfractaires à Tangdan, dans le Yunnan, le Dr Jiang conçoit un nouveau procédé de lixiviation à l'ammoniac et flottation des résidus de lixiviation, ouvrant la voie à la construction de deux usines de démonstration. Pour les oxydes de zinc au Pérou, il est le premier à appliquer le processus de réduction-volatilisation dans une application industrielle. Pour le gisement d'oxyde de plomb et de zinc de Huoshaoyun à Hotan, dans le Xinjiang (le deuxième plus grand au monde et le plus grand de sa catégorie en Asie), le processus de fusion qu'il a conçu conduit trois différents instituts d'ingénierie à modifier leur approche dès le début.

Des pairs de différents pays ont souligné la valeur théorique et pratique de ses travaux. Le professeur Bernd Friedrich, de l'Université RWTH d'Aix-la-Chapelle, souligne : « le Dr Jiang excelle quand il s'agit d'appliquer une analyse théorique rigoureuse à des problèmes pratiques. Les principes qu'il a mis sur le devant de la scène optimisent les processus d'extraction tout en révolutionnant la façon dont nous envisageons l'utilisation des ressources. »

Développer des solutions pour les sites miniers du monde entier

le Dr Jiang rejoint Zijin Mining en 2019 au poste d'ingénieur en chef, puis de responsable scientifique, séduit par l'opportunité de convertir ses technologies en réalité industrielle au sein de l'entreprise. Intervenant sur la plateforme mondiale de Zijin, il a pu tester et déployer ses idées sur une grande variété de gisements et d'environnements d'exploitation.

Lors de ses fréquents déplacements entre la Chine, la Colombie, la Serbie, le Tadjikistan et la République démocratique du Congo, il œuvre à adapter les flow-sheets des procédés aux caractéristiques locales du minerai, améliorant ainsi l'efficacité, la performance écologique et la consommation d'énergie des activités de Zijin partout dans le monde. Il est convaincu qu'il n'existe pas une unique « réponse standard » dans le domaine de l'extraction des ressources, seulement des manières de faire optimales en fonction des minerais et des contextes locaux.

À la mine de cuivre-or de Čukaru Peki, en Serbie, l'équipe se trouvait face à un concentré de sulfures difficile, dont la teneur en or avoisinait les 2 à 5 grammes par tonne. Les options habituelles telles que la cyanuration directe, la lixiviation au cyanure de grillage et le traitement par oxydation sous pression ne permettaient pas une récupération satisfaisante de l'or. En outre, elles n'exploitaient pas suffisamment le soufre, faisaient dérailler les coûts et généraient de grands volumes de déchets. De nombreux experts considèrent ce concentré comme inexploitable.

Le Dr Jiang n'est pas de cet avis. Il propose de changer d'approche : fusion directe du concentré de sulfure pour produire une matte riche en sulfure de fer, utilisation de cette matte pour concentrer l'or, l'argent et le cuivre tout en produisant simultanément de l'acide sulfurique. Le nouveau procédé s'avère propre et efficace : avec un coût d'intrants équivalent à environ 0,5 gramme d'or, il convertit entre 1,5 et 4,5 grammes d'or contenu en bénéfice net.

Se replongeant dans la littérature scientifique, le Dr Jiang apprend qu'une société implantée à Chicago au XIXe siècle avait déjà étudié un traitement similaire fondé sur la fusion des concentrés d'or pyritique. Face à l'essor de la cyanuration à moindre coût, cette voie avait été abandonnée. Un siècle plus tard, le Dr Jiang en fait de nouveau une solution viable et la perfectionne encore en démontrant que la pyrite seule, sans ajout de concentré de cuivre, peut être fondue pour capturer efficacement l'or. Les essais montrent un fort enrichissement de l'or et la récupération d'autres métaux, avec une utilisation du soufre bien supérieure qu'avec l'oxydation sous pression et le grillage, tout en évitant un surplus de consommation d'énergie et d'émissions de carbone et en permettant la production d'électricité avec la chaleur résiduelle.

D'autres acteurs de l'industrie voient maintenant cette approche comme une technologie qui pourrait se banaliser et permettre d'exploiter à l'avenir des ressources aurifères de faible qualité.

Au Xizang, dans la mine de cuivre de Julong (un environnement de haute altitude, froid et où l'oxygène est rare), le Dr Jiang développe une technologie de lixiviation améliorée qui élimine la silice soluble et améliore le taux de lixiviation du cuivre. Cette innovation sous-tend la construction de la première usine de cuivre hydrométallurgique en haute altitude de Chine. Grâce à une capacité de 10 000 tonnes par an, elle apporte un nouveau soutien technique pour faire du Xizang une station nationale de ressources vitales pour la transition énergétique verte.

Dans les lacs salés du Qinghai, l'extraction du lithium à l'échelle industrielle était autrefois limitée à cause de difficultés d'ingénierie. Un fournisseur étranger avait estimé à plus de 400 millions RMB la construction d'un système d'extraction centrifuge. En collaboration avec le professeur Lijuan Li de l'Institut des lacs salés du Qinghai, qui fait partie de l'Académie chinoise des sciences, le Dr Jiang analyse la cinétique de l'extraction et préconise de changer d'approche en remplaçant les centrifugeuses importées par des mélangeurs-décanteurs.

En retravaillant les équipements traditionnels pour les adapter aux conditions instables saturées en saumure et en solides, son équipe parvient à développer un système d'extraction évolutif. L'ensemble de la chaîne de production pour l'équivalent de 10 000 tonnes par an a été construit à partir d'un investissement total de seulement 180 millions RMB, soit un coût 40 % inférieur à celui du premier devis. La première usine géante d'extraction de lithium par solvant de saumure a été mise en service dans le Qinghai. Avec sa production annuelle de 10 000 tonnes de chlorure de lithium de haute pureté, elle marque l'émergence d'un nouveau procédé d'extraction du lithium à partir de saumures.

Au-delà de ces projets historiques, les travaux du Dr Jiang ont également contribué à des avancées dans les procédés métallurgiques neutres en carbone, la prolongation de la durée de vie des fours rotatifs, l'élimination en toute sécurité des résidus d'arsenic, l'amélioration de la qualité des cathodes de cuivre et la récupération des métaux du groupe du platine (PGM).

En 2024, il fait partie des 81 premiers « éminents ingénieurs nationaux » distingués par la Chine. Le professeur David Dreisinger, de l'Université de Colombie-Britannique, souligne que « le travail du Dr Jiang a permis le développement de nombreux procédés économes en énergie et à faibles émissions de carbone, et de conceptions d'équipement innovantes. Sa contribution à l'application industrielle de la métallurgie des métaux non ferreux est exceptionnelle. »

Un mentor pour la nouvelle génération de métallurgistes

Pour ses jeunes collègues et étudiants, les prix internationaux remportés par le Dr Jiang sont plus qu'une distinction individuelle. Ils y voient un encouragement et un rappel que l'engagement à long terme en faveur d'une recherche de haute qualité a une valeur et une signification réelles. Cela vient également renforcer la conviction que la recherche scientifique n'est pas une simple question d'intérêt personnel, mais aussi de responsabilité ; celle de contribuer à des idées et des solutions qui profitent au monde entier.

En plus de son rôle de responsable scientifique chez Zijin, le Dr Jiang enseigne à la Zijin School de géologie et d'exploitation minière de l'Université de Fuzhou. Sa distinction en tant qu'éminent conférencier EPD est vue par beaucoup comme une puissante reconnaissance de ses accomplissements de professeur et de mentor.

Les étudiants le décrivent comme quelqu'un d'à la fois strict et gentil. Sa rigueur lui vient du profond respect que lui inspire la recherche scientifique. Quant à sa gentillesse, elle témoigne de son engagement à aider les jeunes à s'élever.

Un de ses anciens étudiants se souvient avoir été réprimandé au début de ses études de maîtrise. Il passait trop de temps sur les jeux vidéo et accumulait du retard sur sa thèse. Le Dr Jiang l'appela pour avoir avec lui une conversation sérieuse. Ce soir-là, se rendant au dortoir pour revenir sur leur discussion, le Dr Jiang trouva à nouveau l'élève devant son ordinateur. Ce dernier admit plus tard qu'au cours des jours qui suivirent, il put à peine manger à cause des remords qui le tourmentaient.

Une fois son diplôme obtenu, il souhaita se dédier entièrement à l'informatique. Le Dr Jiang l'exhorta plutôt à persévérer dans la métallurgie, soulignant que la discipline avait aussi besoin de personnes capables de construire des modèles et des bases de données. Il aida l'étudiant à trouver un conseiller auprès du service d'informatique et l'encouragea à poursuivre un doctorat dans ce domaine, ce qu'il fit. Devenu un expert de premier plan dans le domaine de la métallurgie des métaux non ferreux, il supervise aujourd'hui à son tour des doctorants.

C'est ce que le Dr Jiang appelle « enseigner en fonction des caractéristiques de chaque élève ». Il affirme essayer de ne pas abandonner les individus dotés de réelles aptitudes.

Ses collègues chez Zijin lui reconnaissent une compétence particulière : transformer l'« impossible » en « possible ». En voici un exemple : le processus consistant à utiliser uniquement des concentrés d'or pour produire une matte pour la concentration d'or. Dans l'industrie, l'opinion dominante voulait que seule une matte de cuivre de haute qualité pouvait capturer efficacement l'or. Le Dr Jiang n'était pas d'accord. Partant des microstructures des scories et de la matte, il a fait valoir que la qualité du cuivre n'était pas le facteur décisif. En collaboration avec son équipe, il a formulé des hypothèses audacieuses avant de concevoir des expériences minutieuses pour les tester. Les résultats ont montré que même les mattes de cuivre de très faible qualité pouvaient fournir d'excellentes performances pour la capture de l'or.

Son équipe butait également sur l'instabilité des teneurs en or dans les scories des tests de fusion à petite échelle : les valeurs de dosage fluctuaient considérablement. Après avoir entendu les données, le Dr Jiang ne s'est pas hâté de tirer des conclusions. Au lieu de cela, il a détaillé qu'aucun mécanisme existant ne permettait d'expliquer raisonnablement le « décapage » de l'or des scories dans la fourchette comprise entre 0,5 et 2 g/t ; et qu'il était bien plus probable que de petites quantités de matte se mélangent mécaniquement aux scories du fait de procédures d'essai imparfaites, causant la variation apparente. En quelques phrases, la question est apparue claire pour tout le monde.

Un grand nombre de ses anciens étudiants occupent maintenant des postes de cadres techniques. L'un d'entre eux, Sanping Liu, aujourd'hui directeur adjoint de l'Institut de métallurgie du BGRIMM, affirme que le Dr Jiang a un don pour expliquer des principes difficiles et des processus complexes en utilisant un langage simple. Les gens qui travaillent avec lui, décrit-il, se sentent ancrés et confiants.

Cette clarté s'accompagne d'attentes exigeantes. Lorsque ses élèves lui rapportent des résultats, le Dr Jiang insiste pour qu'ils ne se contentent pas d'énumérer des chiffres, mais qu'ils analysent aussi leur signification. Ceux qui ne le font pas se le voient reprocher sur-le-champ. Il leur rappelle que « la recherche scientifique ne laisse pas de place à la négligence, et [que] chaque chiffre et chaque conclusion doivent être étayés par des preuves ». Au fil du temps, cette obstination à la précision et à l'honnêteté dans le traitement des données est devenue partie intégrante de la culture de l'équipe.

Cette même attitude sous-tend ce que le Dr Jiang dit souvent aux jeunes chercheurs. Lors d'un séminaire interne, quelqu'un lui a demandé un jour quel genre de chercheur méritait le respect. Sa réponse était aussi mesurée que simple : ceux qui font leurs recherches avec sérieux, sans inventer des données ni exagérer leurs découvertes. Expliquant qu'il était nécessaire de résister à l'impatience et à la précipitation pour obtenir rapidement des résultats, il a souligné qu'il importait davantage de travailler avec minutie et honnêteté pour obtenir des résultats solides et aboutir à des innovations qui ont vraiment du sens.

La salle était plongée dans le silence. Plusieurs jeunes collègues ont rapporté plus tard que ces quelques phrases les avaient plus marqués que tous les autres conseils techniques qu'ils avaient pu recevoir.

Au cours de plus de 30 années passées à conseiller des étudiants, le Dr Jiang a formé plus de 30 titulaires de maîtrise et de doctorat. Sept d'entre eux bénéficient aujourd'hui de subventions spéciales du Conseil d'État chinois, et deux ont été distingués comme des talents de premier plan dans le cadre du programme « Dix mille professionnels » du pays.

Le Dr Jiang rappelle souvent à ses étudiants que sa génération a vécu une époque où la Chine devait composer avec un manque d'accès aux technologies clés. Cette expérience, dit-il, était la preuve concrète que les technologies essentielles constituent des obstacles qu'il est impossible de contourner. Selon lui, « la priorité est désormais d'aider à cultiver plus de gens capables de continuer à repousser cette frontière. »

Une carrière au service de la détermination et des objectifs

Entre le moment où, encore adolescent, il a sauté dans le train pour Shenyang en 1978, à l'obtention de la médaille d'or James Douglas en 2026, le Dr Jiang a consacré 48 années de sa vie à la métallurgie. Il a dirigé plus de 200 projets de recherche financés par le gouvernement et les industriels, publié plus de 200 articles et ouvrages techniques et détient de plus de 60 brevets officiels.

Il décrit sa carrière comme étant moins marquée par une rapidité exceptionnelle que par des progrès constants et réfléchis, une carrière à se demander constamment pourquoi telle étape est nécessaire, s'il existe un chemin plus court, et si d'autres ont essayé avant lui, avec à la clé le succès ou l'échec.

Aujourd'hui, sa routine quotidienne reste pratiquement la même : travailler au bureau, relever les défis techniques, épauler ses jeunes collègues et analyser des documents. Interrogé sur sa capacité à répondre rapidement à des questions techniques complexes, il met en avant ses décennies d'expérience accumulée : certains des problèmes soulevés par les jeunes ingénieurs sont ceux qu'il a lui-même déjà rencontrés 30 ans auparavant.

À bien des égards, sa vie professionnelle retrace une l'histoire de l'extraction de métaux moderne, prouvant que les principes chimiques universels peuvent être interprétés et mis en œuvre à travers des solutions adaptées aux réalités locales, peu génératrices de carbone et efficaces.

À mesure que Zijin Mining progresse vers son objectif de devenir un groupe minier vert, tourné vers les hautes technologies et occupant le devant de la scène mondiale, le travail du Dr Jiang illustre comment peuvent être intégrées la recherche fondamentale, l'innovation des procédés et la pratique de l'ingénierie pour offrir à la fois des performances industrielles et des avantages environnementaux, et comment les pratiques chinoises dans le domaine de la métallurgie peuvent contribuer à des solutions pour l'industrie à l'échelle mondiale.